(57)【要約】【課題】電池の製造工程における電極群１の下部に配置される絶縁板２の位置ずれを防止して、負極リード６とケース６との溶接部分に、絶縁板２が配置されることを抑制すること。【解決手段】電極群１の下部に配置される絶縁板２と中芯４とを一体化するとともに、負極リード６と電池ケース５とを溶接することにより、製造工程における中芯４が絶縁板２の位置ずれを抑制するため、負極リード６と電池ケース５とを溶接する部分へ絶縁板２が配置されることを抑制でき、電池の生産性を向上できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介し捲回構成した電極群と、前記電極群の下部に配置される絶縁板と、前記電極群の中心に形成された空間部に配置される中芯と、
前記電極群、前記絶縁板、前記中芯を収容する電池ケースを備え、
前記電池は、前記絶縁板と前記電池ケースの間に、前記負極板と接合した負極リードを配置し、前記絶縁板と前記中芯とを一体化するとともに、前記負極リードと前記電池ケースとを溶接することを特徴とする電池。
【請求項２】
前記中芯は筒状に形成され、前記中芯の空洞部は、前記電池ケースと前記負極リードとを溶接する電極棒を挿入できる大きさに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記中芯は胴部と、前記胴部端部に設けた凸部とからなり、かつ、前記絶縁板に穴を設けており、前記絶縁板の穴に前記中芯を貫通させて前記凸部と前記穴とを係合することにより、前記絶縁板と前記中芯とを一体化していることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記絶縁板は穴を設けており、前記穴に粘着剤を塗布し、前記穴に前記中芯を差し込むことで、前記絶縁板と前記中芯とを一体化していることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
【請求項５】
前記絶縁板と前記中芯とを熱溶着することにより一体化していることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。
【請求項６】
前記中芯は、樹脂系材料であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電池は、図１に示すように、正極板と負極板とをセパレータを介し捲回構成した電極群１の下部に配備される絶縁板２と、捲回構成により形成された電極群１の中心に形成された空間部３に配備される中芯４とを一体化せずに構成する（例えば、特許文献１参照）。そして、絶縁板２と電池ケース５の間に、負極板と接合した負極リード６を配置していた。
【０００３】
ここで、電池の製造方法について説明する。電極群１を上下反転させた状態で、電極群１の上に絶縁板２を配置した後、負極リード６を折り曲る。そして、その後に、電池ケース５に収納し、その後、中芯４を空間部３に配置していた。そして、その後、負極リード６と電池ケース５とを溶接していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４３５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、絶縁板２を配備した後に、負極リード６を折り曲げる際や、あるいは、負極リード６を折り曲げた後、絶縁板２を配備した電極郡１を電池ケース５に挿入する際に、絶縁板２の位置ずれを規制するものがないため、絶縁板２の位置がずれる場合があった。その結果、負極リード６と電池ケース５との溶接部分に、位置ずれした絶縁板２が配置されてしまう場合があり、負極リード６と電池ケース５とを溶接すると、負極リード６と電池ケース５の接続強度を十分に担保できず、電池の生産性を低下させる可能性があるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、空間部３に配置される中芯４と、電極群１の下部に配置される絶縁板２とを一体化することにより、中芯４の移動が空間部３で規制されることにより、電極群１の下部に配置される絶縁板２の位置ずれも抑制され、負極リード６と電池ケース５との溶接部分に、絶縁板２が配置されることを抑制することにより、生産性が向上した電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電池は、正極板と負極板とをセパレータを介し捲回構成した電極群と、前記電極群の下部に配置される絶縁板と、前記電極群の中心に形成された空間部に配置される中芯と、前記電極群、前記絶縁板、前記中芯を収容する電池ケースを備え、前記電池は、前記絶縁板と前記電池ケースの間に、前記負極板と接合した負極リードを配置し、前記絶縁板と前記中芯とを一体化するとともに、前記負極リードと前記電池ケースとを溶接することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の極板群の下部に配備される絶縁板と、極板群の空間部内に配備される中芯とを一体化していることによって、中芯の移動が空間部で規制されることにより、電極群の下部に配置される絶縁板の位置ずれも抑制する。そのため、負極リードと電池ケースとを溶接する部分へ絶縁板が配置されることを抑制でき、電池の生産性を向上できる。また、負
極リードと電池ケースとの溶接前に空間部内に中芯を挿入しておくことにより、空間部内へのセパレータのたわみが発生しても、中芯により電極棒挿入経路が確保されているため、溶接工程の生産性を向上できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、極板群の下部に配置される絶縁板と中芯の一体化は、設備振動の影響による絶縁板の位置ずれを抑制させるため、負極リードと電池ケースとを溶接する部分へ絶縁板が配置されることを抑制でき、また空間部の空間内へのセパレータのたわみに対しても、電極棒挿入経路が確保されるため、溶接工程の生産性が向上した電池を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の電池の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における電池の断面図
【図３】本発明の実施の形態１における一体化した絶縁板と中芯とを示す上面図
【図４】本発明の実施の形態１における一体化した絶縁板と中芯とを示す断面図
【図５】本発明の他の実施の形態における一体化した絶縁板と中芯とを示す上面図
【図６】本発明の他の実施の形態における一体化した絶縁板と中芯とを示す断面図
【図７】本発明の他の実施の形態における一体化した絶縁板と中芯とを示す上面図
【図８】本発明の他の実施の形態における一体化した絶縁板と中芯とを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明では、電池において、極板群の下部に配備される絶縁板と極板群の空間部の空間内に配備される中芯とを一体化するとともに、負極リードと電池ケースとを溶接することによって、中芯の移動が規制されることにより、電極群の下部に配置される絶縁板の位置ずれも抑制するため、負極リードと電池ケースとを溶接する部分へ絶縁板が配置されることを抑制でき、電池の生産性を向上できること、また、負極リードと電池ケースとの溶接前に空間内に中芯を挿入しておくことにより、空間内へのセパレータのたわみが発生しても、中芯により電極棒挿入経路が確保されているため、溶接工程の生産性を向上できることを見出したものである。
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１における電池の断面図を示すものである。図２において、電極群１は負極板と正極板とをセパレータを介し捲回構成したものである。また、電極群１の下部には絶縁板２が配置されている。電極群１の中心に形成された空間部３には中芯４が配置されている。そして、絶縁板２と電池ケース５の間に、負極板と接合した負極リード６を配置している。そして、電極群１の下部に配置された絶縁板２と、中芯４とは一体化している。また、絶縁板２と電池ケース５との間に負極リード６を配置して、負極リード６と電池ケース５とを溶接している。
【００１２】
図３、図４は、一体化した絶縁板２と中芯４とを示す上面図と断面図を示すものである。
【００１３】
図３、図４に示すように、絶縁板２の中心は穴７を有している。また、中芯４は、胴部と胴部端部に設けた凸部とからなり、本実施の形態では、Ｔ字状に形成している。絶縁板２の穴７に中芯４を貫通させて、中芯４の凸部と、絶縁板２の穴７とを係合することにより、絶縁板２と中芯４とを一体化している。
【００１４】
なお、中芯の凸部及び絶縁板２の穴をそれぞれテーパー状に形成すると、それぞれのテーパー部分で係合でき、絶縁板２の位置ずれをさらに抑制できるとともに、小型化できる。
【００１５】
なお、中芯４は筒状に形成され、中芯４の空洞部は、電池ケース５と負極リード６とを溶接する電極棒を挿入できる大きさに設定されている。これは、電極棒の挿入経路を確保するためである。さらに、中芯４の材質が樹脂で形成されていることは、溶接時の分流を防ぐことができ、好ましい。
【００１６】
以上の構成により、中芯４の移動が空間部３で規制されることにより、電極群１の下部に配置される絶縁板２の位置ずれも抑制する。そのため、負極リード６と電池ケース５とを溶接する部分へ絶縁板２が配置されることを抑制でき、電池の生産性を向上できる。また、負極リード６と電池ケース５との溶接前に空間部３内に中芯を挿入しておくことにより、空間部３内へのセパレータのたわみが発生しても、中芯４により電極棒挿入経路が確保されているため、溶接工程の生産性を向上できる。
【００１７】
また、他の実施の形態として、図５、図６に示すように、絶縁板２の中心に穴７を設け、絶縁板２と中芯の凸部との間に粘着剤８を塗布し、穴７に中芯４を差し込むことで粘着剤８により一体化するようにしてもよい。この構成によって、中芯４と絶縁板２とを粘着剤８により固定できるため、一体化した形状を保つことができ、好ましい。
【００１８】
また、他の実施の形態として、図７、図８に示すように、電極群１の下部に配備される絶縁板２と電極群１の空間部３内に配備される中芯４とを、熱溶着部分９で熱溶着することにより一体化することは、部品形状が固定できるため好ましい。
（実施例１）
以下のようにして、図３、図４示したのと同じ構造の絶縁板２と中芯４の一体物を作製した。電池サイズとして直径φ１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ（以下１８６５０サイズと称する）の円筒系電池を事例として使用した。その際の電極群１の空間部３の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での電極群１下部に配備される絶縁板２は、厚み０．３ｍｍ、中心部の穴の直径φ３．０ｍｍのポリプロピレン製の円盤状のものを使用した。また、中芯４としては、胴部４ａがΦ２．７ｍｍであり、凸部４ｂが先端１ｍｍ部分をテーパー形状とし、凸部４ｂがφ３．２ｍｍとした。また、中芯４は長さ５８ｍｍとし、ポリイミド製の筒状のものを使用した。
【００１９】
そして、絶縁板２と中芯４を、図３、図４に示すように工程で供給する途中で中芯４を絶縁板２の中心穴７に差し込むことで一体化を行った。この一体化した部品を電極群１の下部に配備した後に、電極群１を電池ケース５に収納し、その後先端径φ１．２ｍｍ、胴部径２．０ｍｍの電極棒を挿入し、負極リード６と電池ケース５とを抵抗溶接により溶接した。
（実施例２）
以下のようにして、図５、図６示したのと同じ構造の絶縁板２と中芯４の一体物を作製した。本実施例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。その際の電極群１の空間部３の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での電極群１下部に配備される絶縁板２は、厚み０．３ｍｍ、中心部の穴７の直径φ３．０ｍｍのポリプロピレン製の円盤状のものを使用した。また、中芯４としては、胴部４ａがΦ２．７ｍｍであり、凸部４ｂが先端１ｍｍ部分をテーパー形状とし、凸部４ｂがφ３．２ｍｍとした。また、中芯４は、長さ５８ｍｍのポリイミド製の筒状のものを使用した。
【００２０】
そして、絶縁板２と中芯４の一体化については、絶縁板２の中心に穴７を設け、絶縁板２と中芯４の凸部との間に粘着剤８を塗布し、穴７に中芯４を差し込むことで粘着剤８により一体化した。この一体化した部品を電極群１の下部に配備した後に、電極群１を電池ケース５に収納し、その後先端径φ１．２ｍｍ、胴部径２．０ｍｍの電極棒を挿入し、負極リード６と電池ケース５とを抵抗溶接により溶接した。
（実施例３）
以下のようにして、図７、図８示したのと同じ構造の絶縁板２と中芯４の一体物を作製した。本実施例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。その際の電極群１の空間部３の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での電極群１下部に配備される絶縁板２は、厚み０．３ｍｍ、中心部の穴の直径φ３．０ｍｍのポリプロピレン製の円盤状のものを使用した。また、中芯４としては胴部４ａがΦ２．７ｍｍであり、凸部４ｂが先端１ｍｍ部分をテーパー形状とし、胴部端部φ３．２ｍｍ、長さ５８ｍｍ、のポリプロピレン製の筒状のものを使用した。
【００２１】
そして、絶縁板２と中芯４の一体化については、中芯４の凸部４ｂと絶縁板２との重なり部分に熱金型を当てることにより、絶縁板２と中芯４を熱溶着した。そして、この一体化した部品を投入した。この一体化した部品を極板群の下部に配備した後に、電極群１を電池ケース５に収納し、その後先端径φ１．２ｍｍ、胴部径２．０ｍｍの電極棒を挿入し、負極リード６と電池ケース５とを抵抗溶接により溶接した。
（比較例１）
本比較例では、電池サイズとして１８６５０サイズの円筒系電池を事例として使用した。この比較例１では、電極群１の下部に配備される絶縁板２と、捲回構成により形成された電極群１の中心に形成された空間部３に配備される中芯４とを一体化せずに構成している。その際の電極群１の空間部３の径はφ３．５ｍｍとした。また、本実施例での電極群１下部に配備される絶縁板２は、厚み０．３ｍｍ、中心部の穴の直径φ３．０ｍｍのポリプロピレン製の円盤状のものを使用した。また、中芯４としては、胴部４ａがΦ２．８ｍｍであり、中芯４は長さ５８ｍｍ、のＳＵＳ樹脂製の筒状のものを使用した。
そして、電極群１の下部に絶縁板２を配備し、電池ケース５に電極群１を収納したのちに、中芯４を電極群１の上部から、空間部３に挿入することで配備した。
このようにして作製したサンプルを用い、評価を行った。評価としては、負極リードと電池ケースとの溶接工程での溶接不良率、電極棒挿入不良の発生率および、供給途中での部品落下の発生率にて評価した。
（表１）
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【００２２】
表１で確認されたように、比較例１のように、絶縁板２と中芯４とを一体化せずに、別々の部品として供給を行っていることによって、溶接不良が発生している。これは、絶縁板が極板群に配備されている負極リードの折り曲げ、もしくは、設備振動によって位置がずれた状態で電池ケース内に収納されたことにより溶接部に干渉したためである。しかしながら、本発明での一体化を用いることによって、絶縁板の噛みこみは発生していない。これは、中芯と一体化していることによって、中芯により絶縁板の移動が抑制されたことによるものである。
【００２３】
また、実施例１〜３に示すように絶縁板２と中芯４の一体化した方法では、部品供給時の工程不具合もないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明にかかる電池は、設備振動の影響による絶縁板の位置ずれを抑制させるため、負極リードと電池ケースとを溶接する部分へ絶縁板が配置されることを抑制でき、また空間部の空間内へのセパレータのたわみに対しても、電極棒挿入経路が確保されるため、溶接工程の生産性が向上した電池に有用である。
【符号の説明】
【００２５】
１  電極群
２  絶縁板
３  空間部
４  中芯
５  電池ケース
６  負極リード
７  穴
８  粘着剤
９  熱溶着部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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